ProteccióN Ante Arcos EléCtricos

Arcos Arcos Eléctricos: Eléctricos: ¿Cómo ¿Cómo Protegernos?Protegernos?

Objetivos de la PresentaciónObjetivos de la Presentación

• Describir los Principios de Protección contra Arcos Eléctricos

• Definir qué es un Arco Eléctrico, describir sus características, y establecer cuales son sus causas y los efectos que produce

• Citar los principales Elementos de Protección Personal que deberían ser usados para evitar ser afectados por un Arco eléctrico

Marco Legal de la PresentaciónMarco Legal de la Presentación

• Norma NFPA 70E / Año 2000 (Asociación Nacional de Protección contra Incendios - NFPA)

“Standard for Electrical Safety in the WorkplaceStandard for Electrical Safety in the Workplace”

• “Occupational Safety and Health Standards Occupational Safety and Health Standards for General Industryfor General Industry” (OSHA)

29 CFR Parte 1910 / Año 1998 Anexo S - Electricidad / § 1910.335 “Safeguards for Personnel Safeguards for Personnel Protection”Protection”

¿Qué es un Arco Eléctrico?¿Qué es un Arco Eléctrico?

Un Arco EléctricoUn Arco Eléctrico es una es una corriente eléctricacorriente eléctrica entre dos conductores que viaja entre dos conductores que viaja

a a través del airetravés del aire

http://205.243.100.155/frames/mpg/500kV_Switch.mpg

Formación de un Arco EléctricoFormación de un Arco Eléctrico

Un circuito Un circuito siempre inductivosiempre inductivo, dota a los , dota a los electrones de suficiente energía para salvar la electrones de suficiente energía para salvar la distancia que aparece en la zona de separación distancia que aparece en la zona de separación de los conductores.de los conductores.

Normalmente, son estos electrones “Normalmente, son estos electrones “pionerospioneros” ” los que rompen la los que rompen la rigidez dieléctricarigidez dieléctrica del aire y del aire y los que los que ionizan el gasionizan el gas, sea el que sea, y crean , sea el que sea, y crean el el plasma plasma necesario que facilita desde el necesario que facilita desde el principio el paso de la corriente eléctrica.principio el paso de la corriente eléctrica.

Características de un Características de un Arco EléctricoArco Eléctrico

• Un arco eléctrico está constituido por Un arco eléctrico está constituido por una una columna de gas conductorcolumna de gas conductor ( (plasmaplasma) que es ) que es llevada a una alta temperatura:llevada a una alta temperatura:

De 6 ºK a 12000 ºKDe 6 ºK a 12000 ºK

(-267 ºC a 11727 ºC)(-267 ºC a 11727 ºC)


• Su Su forma puede ser cualquieraforma puede ser cualquiera y no tiene y no tiene nada que ver con la de un arco. Su sección nada que ver con la de un arco. Su sección puede considerarse circular en ausencia de puede considerarse circular en ausencia de agentes externos y es el resultado del agentes externos y es el resultado del equilibrio entre la presión interna del gas equilibrio entre la presión interna del gas calientecaliente y y la constricción magnética del paso la constricción magnética del paso de su propia corrientede su propia corriente..

Características de un Características de un Arco EléctricoArco Eléctrico• El Arco es semejante entonces a un El Arco es semejante entonces a un

conductor gaseoso cuya forma se adapta conductor gaseoso cuya forma se adapta instantáneamente a las fuerzas instantáneamente a las fuerzas electrodinámicas que actúan sobre élelectrodinámicas que actúan sobre él; ; tiene una gran movilidad debido a que su tiene una gran movilidad debido a que su masa es muy pequeña.masa es muy pequeña.

http://205.243.100.155/frames/mpg/345kV_SWITCH.MPG


• La columna del arco está forzosamente La columna del arco está forzosamente unida en sus dos extremos a unida en sus dos extremos a conductores conductores sólidossólidos ( (o líquidoso líquidos) por las llamadas ) por las llamadas raíces raíces del arcodel arco. Estas zonas son las . Estas zonas son las catódicascatódicas y y anódicasanódicas de muy escasa longitud ( de muy escasa longitud (10 – 40 10 – 40 cmcm), a través de las que circula la ), a través de las que circula la corriente.corriente.


• El arco eléctrico es un conductor cuya El arco eléctrico es un conductor cuya resistenciaresistencia es es elevadaelevada y muy variable y muy variable dependiendodependiendo esencialmente esencialmente de la de la intensidad de corriente que lo recorreintensidad de corriente que lo recorre..

• Un arco eléctrico tiene una Un arco eléctrico tiene una velocidad de velocidad de desplazamiento muy altadesplazamiento muy alta, del orden de los , del orden de los 200 a 250 m/s para corrientes del orden 200 a 250 m/s para corrientes del orden de 15 a 20 KAde 15 a 20 KA

Causas que generan Causas que generan un un Arco EléctricoArco Eléctrico

Se pueden clasificar en Se pueden clasificar en trestres categorías: categorías:

• Causas Causas EvolutivasEvolutivas

• Causas Causas MecánicasMecánicas

• SobreSobre tensionestensiones


• Causas Causas EvolutivasEvolutivas

• Se deben al Se deben al debilitamiento progresivodebilitamiento progresivo de la de la resistencia resistencia de aislamientode aislamiento entre fases entre fases o entre fases y tierra. o entre fases y tierra.



• Se deben a la Se deben a la intervención de un elemento intervención de un elemento conductor ajenoconductor ajeno a la propia estructura de la a la propia estructura de la instalación.instalación.

• Desprendimiento de elementos conductoresDesprendimiento de elementos conductores



• Aproximación excesivaAproximación excesiva a elementos conductores a elementos conductores con herramientas o elementos de medida.con herramientas o elementos de medida.

• Fallos en dispositivos de maniobra y Fallos en dispositivos de maniobra y protecciónprotección


1.1. Sobre tensionesSobre tensiones

• Casos excepcionales se producen Casos excepcionales se producen especialmente en especialmente en Baja TensiónBaja Tensión (BT). (BT). En las redes BT pueden encontrarse En las redes BT pueden encontrarse sobre tensiones que alcanzan los sobre tensiones que alcanzan los 8 o 10 KV. 8 o 10 KV.

Efectos Producidos Efectos Producidos por un Arco Eléctricopor un Arco Eléctrico

• Efecto Térmico:Efecto Térmico: el calor liberado el calor liberado fundefunde el el metal, metal, carbonizacarboniza los aislantes, los aislantes, calienta el calienta el aireaire próximo y próximo y aumenta aumenta bruscamente bruscamente la la presiónpresión si el entorno es reducido. si el entorno es reducido.

EjemploEjemplo: un arco de 10.000 A que dure : un arco de 10.000 A que dure 1/10 s, es suficiente para fundir la 1/10 s, es suficiente para fundir la mitad de un cable de 150 mmmitad de un cable de 150 mm22


• Efecto de Presión:Efecto de Presión: resulta del rápido resulta del rápido calentamiento de un volumen de aire calentamiento de un volumen de aire reducido; es lo que hace comparar, por lo reducido; es lo que hace comparar, por lo que se ha podido comprobar, a un que se ha podido comprobar, a un cortocircuito con una explosión.cortocircuito con una explosión.

La generación de un arco se acompaña La generación de un arco se acompaña siempre de un siempre de un ruido impresionanteruido impresionante, efecto , efecto sonoro que es consecuencia de la sonoro que es consecuencia de la variación brusca de la presión.variación brusca de la presión.


• Efecto Luminoso:Efecto Luminoso: es muy conocido en los es muy conocido en los arcos eléctricos; hay un intenso brillo que arcos eléctricos; hay un intenso brillo que se produce en parte por las se produce en parte por las radiacionesradiacionesUVUV, capaces de , capaces de dañar la vista de una dañar la vista de una personapersona cercana, pero sobre todo por la cercana, pero sobre todo por la ionización del entornoionización del entorno

Principios de Protección Principios de Protección ante ante Arcos EléctricosArcos Eléctricos

1.1. El Trabajador CalificadoEl Trabajador Calificado

La norma La norma NFPA 70ENFPA 70E, en su aparte 2.1.1.2 , en su aparte 2.1.1.2 dice: “dice: “Solo se permitirá que las personas Solo se permitirá que las personas calificadas trabajen en los conductores o calificadas trabajen en los conductores o parte de circuitos eléctricos que han sido parte de circuitos eléctricos que han sido puestos en una condición de trabajo puestos en una condición de trabajo eléctricamente seguraeléctricamente segura””


1.1. Procedimientos de TrabajoProcedimientos de Trabajo

Hay que establecer una serie de Hay que establecer una serie de procedimientos de trabajo que los procedimientos de trabajo que los electricistas deben acatar. electricistas deben acatar.

Ejm:Ejm: -- Trabajo en Sistemas DesenergizadosTrabajo en Sistemas Desenergizados

- - Utilización de Equipos de SeguridadUtilización de Equipos de Seguridad

- Programa “- Programa “Lock Out – Tag OutLock Out – Tag Out””


1.1. Evaluación de RiesgosEvaluación de Riesgos

La norma NFPA 70E exige que las La norma NFPA 70E exige que las personas que trabajan con tensiones personas que trabajan con tensiones mayores a 50V, deben realizar una mayores a 50V, deben realizar una evaluación del peligro de dicha evaluación del peligro de dicha actividad.actividad.

Elementos de Protección Personal ante Elementos de Protección Personal ante Arcos EléctricosArcos Eléctricos

La indumentaria que La indumentaria que se usa en protección ante se usa en protección ante arcos eléctricos es un arcos eléctricos es un aislante del caloraislante del calor..

La energía térmica que La energía térmica que genera el arco eléctrico se genera el arco eléctrico se mide en calorías, o más mide en calorías, o más específicamente, calorías específicamente, calorías por centímetro cuadradopor centímetro cuadrado..


Ejm: Ejm: La exposición de 1 a 2 cal/cm² La exposición de 1 a 2 cal/cm² provocara una quemadura de segundo provocara una quemadura de segundo grado. grado.

La energía térmica que genera el arco La energía térmica que genera el arco eléctrico se mide en calorías, o más eléctrico se mide en calorías, o más específicamente, calorías por específicamente, calorías por centímetro cuadradocentímetro cuadrado..


Se ha avanzado mucho en tecnología de Se ha avanzado mucho en tecnología de protección ante arcos eléctricos: el protección ante arcos eléctricos: el concepto de concepto de “las capas”“las capas”

El objetivo se basa en agregar valor a la El objetivo se basa en agregar valor a la protección que ofrecen las diferentes protección que ofrecen las diferentes capas en la indumentaria (capas en la indumentaria (como la como la protección que brinda el espacio de aire protección que brinda el espacio de aire entre las capasentre las capas) a fin de crear un sistema ) a fin de crear un sistema de protección que iguale o supere al de protección que iguale o supere al peligro.peligro.

Es extremadamente Es extremadamente importante estar protegido importante estar protegido de pies a cabeza con de pies a cabeza con un un nivel superior de protección nivel superior de protección en cal/cm²en cal/cm², que la del , que la del potencial peligro. La potencial peligro. La medicina moderna es medicina moderna es maravillosa y a veces puede maravillosa y a veces puede hacer milagros; sin hacer milagros; sin embargo, tiene limitaciones embargo, tiene limitaciones en cuanto a la reparación de en cuanto a la reparación de un rostro después de un rostro después de quemaduras.quemaduras.

EPP ESPECIFICOEPP ESPECIFICO

No toda la protección para arcos eléctricos es No toda la protección para arcos eléctricos es igual. La norma NFPA 70E y la norma ASTM igual. La norma NFPA 70E y la norma ASTM F1506-02a exigen que toda la indumentaria F1506-02a exigen que toda la indumentaria de seguridad para arco eléctrico debe tener de seguridad para arco eléctrico debe tener establecido su grado de protección en una establecido su grado de protección en una etiqueta. Esto establece que el fabricante de etiqueta. Esto establece que el fabricante de la indumentaria ha realizado pruebas de la la indumentaria ha realizado pruebas de la tela, de la que está hecha la prenda, y ha tela, de la que está hecha la prenda, y ha determinado que la tela brinda un nivel determinado que la tela brinda un nivel específico de protección.específico de protección.

Siempre se debe Siempre se debe buscar el nivel de buscar el nivel de protección contra arcos protección contra arcos eléctricos (eléctricos (ATPVATPV). Si la ). Si la indumentaria no tiene indumentaria no tiene una graduación contra una graduación contra arcos, entonces NO arcos, entonces NO brinda protección contra brinda protección contra arco eléctrico.arco eléctrico.




Spiritual

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